文 献 综 述

1.1背景及发展现状介绍

对于处于流化状态的固体颗粒床，流体#8212;颗粒相互作用力必须平衡固体的重量，使得每个颗粒完全由流体支撑; 这是针对大于某一值的流体速度获得的：最小流化速度umf。 对于小Umf的速度，床处于固定状态; 对于大于Umf的速度，床是流化的，其行为通常在两个极端之间。在流化领域中液#8212;固循环流化系统是一种相对较新的研究领域，液固循环流化床系统的流动特性已经显示出与传统的液固流化床和气固循环流化床有很大不同。当流体相和固相接触进行物理或化学处理时，流化通常是优选的操作方法，因为它具有优于其他配置的许多优点。良好的固体混合导致整个床层温度均匀，质量和传热速率高，和易于固体处理等。且相比传统流化床有许多优点。由于新加工过程和生物技术的兴起，拓宽了液固循环流化床的应用领域。例如按尺寸和密度分类，反洗颗粒过滤器和清洗土壤;晶体生长;浸出和洗涤;吸附和离子交换;用惰性和导电流化颗粒电解;液体流化床热交换器和热能储存;生物反应器等。研究表明：流态化能够明显提高质、热传递速率易处理大量颗粒且温度分布均匀等优点。然而，传统的密相流化床有一个共同的缺点：相间返混程度较大。20世纪60年代，出现了循环流化床。在较高的流速下，并行上行的循环流化床能够明显降低返混程度。从Winkler第一次将流态化技术应用于煤的汽化至今，流态化技术发展已有90多年历史。尽管可以通过利用气体或液体作为流化介质（没有先验差异）来实现流化，但是到目前为止，气床相比液床已经受到科学界的更多关注。造成这种不平衡的原因众所周知：气体流化床的实际和潜在的工业应用要远远多于那些液体床。尽管事实上早在16世纪就提出了采矿业中液体流化的可能用途（Agricola，1950），作为分离固体的一种方法。

1.2 液固循环流化系统的装置介绍及原理：

该系统主要由提升管，液固分离器，用于测量固体循环速率的装置，用作固体贮存器的储存容器，固体进料管连接存储容器和提升管的底座所组成。在立管底座有两个分配器：主液体分配器，辅助液体分配器，泵送液体（自来水）从水库分为两个主要的流股，一股进管道分配器，另一股进入管道分配器辅助液体分配器。当总表面液体速度超过临界液体速度时，液体和颗粒同时向上移动到提升管的顶部并且由大锥形圆柱形液体分隔器分隔开。然后液体返回液体储存器，颗粒在通过固体流量测量装置之后返回到颗粒储存容器中。颗粒流量测量装置位于储存容器的顶部，由于颗粒从提升管顶部输出，对于保持颗粒循环从而形成液固循环流化床，在提升管入口处连续输送固体是必要的。辅助液体流的功能是使提升管底部的颗粒从储罐开始移动输送固体物料用作控制装置（也称为非机械阀）和调节颗粒流量到提升管。通过辅助液体流动，提升器底部的颗粒被”推动”向上”到主液体流管的尖端并且被携带通过来自的组合液体流量直到提升管的顶部主要液体和辅助液体流动。随着更高辅助液体流速，更多颗粒进入提升管，这样固体循环速率就会增加。

1.3液#8212;固循环流化床中的流体动力学行为

流体动力学研究对于正确设计一个液固循环流化床系统非常重要。液固循环流化床系统的流动特性已经显示出与传统的液固流化床和气固循环流化床有很大不同，根据循环流化的特点，液固循环流化区可以被分成两个区域，最初的循环流化区域和完全发展的循环流化区。轻质颗粒总是在流动结构中显示出轴向均匀性，但是重质颗粒在循环流化状态的初始区域中存在不均匀性。 LSCFB中的总体流动结构虽然仍然有些不均匀，但比气固CFB中的流动结构更加均匀。从常规流化到循环流化的过渡在较高的液体速度下发生，而对于较重的颗粒则更为缓慢

1.4本文的研究方向

基于液固循环流化床的基础上，设计向静止液体中投放颗粒。通过调节各种材料和不同晶粒尺寸来确定颗粒的沉降行为。在每次实验之前，将一定体积颗粒一次性倒入柱顶部。采用光纤探针技术测量粒子速度。探索研究颗粒下落速度与固体含量的关系，以及不同的颗粒特性。并将将粒子下落速度应用于液固循环流化床系统的建模中去。